(57)【要約】真空チャンバ１１内に設けられ、成膜対象が載置される載置部１２と、載置部に載置された成膜対象に対向するように設けられ、成膜ガスを導入するシャワープレート１３と、シャワープレート及び載置部の少なくとも一方に接続された複数の交流電源とを備え、複数の交流電源は、少なくとも、高周波電力を供給する一つの高周波電源１５と、高周波電源よりも低い低周波電力を供給する一つの低周波電源１６とからなり、それぞれ前記真空チャンバ内の異常放電を検出する異常放電検出手段を具備し、各異常放電検出手段は、異常放電を検出すると、全ての前記交流電源の電力供給を停止させるように構成されている。
2011125733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内に設けられ、成膜対象が載置される載置部と、該載置部に載置された成膜対象に対向するように設けられ、成膜ガスを導入するシャワープレートと、前記シャワープレート及び前記載置部の少なくとも一方に接続された複数の交流電源とを備え、
複数の前記交流電源は、少なくとも、高周波電力を供給する一つの高周波電源と、前記高周波電源よりも低い低周波電力を供給する一つの低周波電源とからなり、それぞれ前記真空チャンバ内の異常放電を検出する異常放電検出手段を具備し、
各異常放電検出手段は、異常放電を検出すると、全ての前記交流電源の電力供給を停止させるように構成されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記シャワープレートに、前記高周波電源及び前記低周波電源がそれぞれ一つ設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記各異常放電検出手段は、
前記各交流電源からの電力を前記シャワープレートへ供給し又は停止させるスイッチ部と、前記各交流電源からの出力信号の反射波成分を検出する検出部と、該検出部で検出された反射波成分が閾値を越えたかどうかを判断し、閾値を越えた場合には前記スイッチ部をオフとする停止信号を送出する異常放電判断部とを備え、
前記各異常放電検出手段の前記異常放電判断部からの停止信号が、全ての各異常放電検出手段のスイッチ部に入力されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンなエネルギー源として注目されている太陽電池素子は、出力特性向上のために、出力特性の損失を抑制することが求められている。このような太陽電池素子は、半導体層と、半導体層上に形成されたパッシベーション膜と、電極とを備える。このパッシベーション膜とは、半導体層を保護する保護膜として機能すると共に、反射防止膜としても機能する膜をいい、プラズマＣＶＤ法により形成される。【０００３】
プラズマＣＶＤ法とは、化学反応を活性化させるため、高周波電源から高周波を印加することで原料ガスをプラズマ化させて成膜する方法である。例えば、特許文献１では、このパッシベーション膜は、窒化シリコン膜などからなり、例えばシラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを窒素（Ｎ２）で希釈し、グロー放電分解してプラズマ化させて堆積させて形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５９１７１号公報（請求項１、請求項７等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる特許文献１に記載された装置においては、異常放電が生じた場合に、チャンバ内の部品にダメージを与えやすいという問題がある。また、特許文献１に記載された成膜方法では、所望の成膜速度を得ることができず、かつ、所望の膜質を有する膜を形成することができないという問題がある。なお、このような問題は、太陽電池素子におけるパッシベーション膜形成時に限定されず、プラズマＣＶＤ装置全般に生じる問題である。【０００６】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、異常放電が生じた場合におけるチャンバ内部を構成する部品へのダメージを抑制すると共に、膜質及び膜厚を十分に得ることができる成膜装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の成膜装置は、真空チャンバ内に設けられ、成膜対象が載置される載置部と、該載置部に載置された成膜対象に対向するように設けられ、成膜ガスを導入するシャワープレートと、前記シャワープレート及び前記載置部の少なくとも一方に接続された複数の交流電源とを備え、複数の前記交流電源は、少なくとも、高周波電力を供給する一つの高周波電源と、前記高周波電源よりも低い低周波電力を供給する一つの低周波電源とからなり、それぞれ前記真空チャンバ内の異常放電を検出する異常放電検出手段を具備し、各異常放電検出手段は、異常放電を検出すると、全ての前記交流電源の電力供給を停止させるように構成されていることを特徴とする。【０００８】
本発明においては、各異常放電検出手段は、異常放電を検出すると、交流電源の電力供給を停止させるように構成されていることで、チャンバ内の部品に与えるダメージを減少させることができる。かつ、複数の前記交流電源は、少なくとも、高周波電力を供給する一つの高周波電源と、低周波電力を供給する一つの低周波電源とからなることで、膜質及び膜厚を十分に得ることができる。この場合において、各異常放電検出手段は、異常放電を検出すると、全ての前記交流電源の電力供給を停止させることで、アーク放電発生の誤認識により交互に電力供給が停止されることを抑制し、十分な膜質及び膜厚を得ることができる。【０００９】
本発明の好ましい実施形態としては、前記シャワープレートに、前記高周波電源及び前記低周波電源がそれぞれ一つ設けられていることが挙げられる。【００１０】
また、本発明のより好ましい実施形態としては、前記各異常放電検出手段は、前記各交流電源からの電力を前記シャワープレートへ供給し又は停止させるスイッチ部と、前記各交流電源からの出力信号の反射波成分を検出する検出部と、該検出部で検出された反射波成分が閾値を越えたかどうかを判断し、閾値を越えた場合には前記スイッチ部をオフとする停止信号を送出する異常放電判断部とを備え、前記各異常放電検出手段の前記異常放電判断部からの停止信号が、全ての各異常放電検出手段のスイッチ部に入力されるように構成されていることである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の成膜装置によれば、異常放電が生じた場合におけるチャンバ内部を構成する部品へのダメージを抑制すると共に、膜質及び膜厚を十分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の成膜装置の模式図である。
【図２】本実施形態の制御部の構成を示す模式図である。
【図３】結合配線がない場合のアーク放電時の制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本実施形態のアーク放電時の制御を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の成膜装置について、図１を用いて説明する。成膜装置１は、プラズマＣＶＤ法を実施して成膜を行うものであり、例えば、太陽電池素子におけるパッシベーション膜を形成するためのものである。成膜装置１は、所望の真空状態を保持できる真空チャンバ１１を備える。真空チャンバ１１には、図示しない加熱装置を備えた載置部１２が設けられており、載置部１２には成膜対象である基板Ｓが載置されている。加熱装置により、成膜時においてこの基板Ｓを所望の基板温度となるように調整することができる。
【００１４】
真空チャンバ１１の天井面には、基板Ｓに対向するようにシャワープレート１３が設けられている。シャワープレート１３には、成膜ガスを導入するガス導入手段１４が接続されており、真空チャンバ１１内に均一に成膜ガスを導入することができるように構成されている。ガス導入手段１４は、本実施形態では、例えば３種類のガスを導入できるように構成されており、異なるガス（本実施形態では、ＳｉＨ４、ＮＨ３、Ｎ２）がそれぞれ封入されているガス源１４ａ、１４ｂ、１４ｃが、ガス導入管１４ｄにそれぞれバルブ１４ｅを介して接続されている。なお、本実施形態では、３種類の成膜ガスを導入できるようにガス導入手段１４を構成しているが、成膜ガスを所望の膜構成に応じて導入できるように、例えば、ガス導入手段１４が６種類のガス源を備えるようにし、膜構成に応じて成膜ガスを選択するように構成してもよい。
【００１５】
シャワープレート１３には高周波電源１５が接続され、シャワープレート１３に高周波数の電圧が印加されるように構成されている。さらに、シャワープレート１３には低周波電源１６も接続されており、シャワープレート１３に低周波数の電圧が印加されるように構成されている。従って、シャワープレート１３は、均一に成膜ガスを真空チャンバ１１内に導入するガス導入口として機能すると共に、高周波数の電圧及び低周波数の電圧が印加される放電電極としても機能するものである。即ち、本実施形態の成膜装置１においては、成膜時に高周波電源１５及び低周波電源１６により異なる周波数の電圧をシャワープレート１３に印加してそれぞれプラズマを形成して成膜を行うことができるように構成している。このように、本実施形態では、高周波電源１５により高周波数の電圧を印加しながら低周波電源１６により低周波数の電圧を印加することにより、高周波電源１５によるプラズマと、低周波電源１６によるプラズマとを形成し、その結果、真空チャンバ１１内にはこれらのプラズマが混合したプラズマを形成することができる。本実施形態の成膜装置１は、このように混合したプラズマを形成することで、高周波電圧のみを印加した場合の成膜速度が速いという利点と、低周波電圧のみを印加した場合の膜質がよいという利点とを両方有する。即ち、本実施形態の成膜装置１によれば、成膜速度が速く、かつ、得られた膜の膜質が良好である。
【００１６】
例えば、本実施形態の成膜装置１を用いれば、パッシベーション膜の形成においてはパッシベーション膜の膜質を向上でき、これにより太陽電池素子におけるキャリアの再結合による損失を抑制することができる。即ち、ガス種類、投入電力、電極間距離などのプラズマを生成するための条件によってプラズマ密度およびプラズマポテンシャルが決まるが、高周波数（１３．５６ＭＨｚ〜２７．１２ＭＨｚ）の電圧のみを印加して形成されたプラズマでは、３０Å／ｓ以上の高速度成膜条件においては、太陽電池素子に必要な膜質、即ち膜密度および膜中固定電荷を得ることができなかった。このため、従来のパッシベーション膜ではキャリアの再結合による損失を十分に抑制することができなかった。
【００１７】
これに対し、本実施形態の成膜装置１を用いた場合には、高周波及び低周波の異なる周波数の電圧を重畳して印加してパッシベーション膜を形成することで、パッシベーション膜が、例えば太陽電池素子として好ましい膜質、具体的には高膜密度および高膜中固定電荷濃度となる。これは、低周波数の電圧で励起されたイオンの電荷が、高周波数の電圧で励起されたプラズマの電荷に加わることで、基板とプラズマとの電位差、すなわちシース電界を増大させることができ、その結果、基板表面へ入射するイオンエネルギーを増大させることができるからである。そして、このイオンエネルギーの増大により、基板表面への入射イオンによるイオン衝撃も増大し、パッシベーション膜がより緻密に形成され（高膜密度）、パッシベーション膜中に存在する電荷も増大する結果、パッシベーション膜は高い正の固定電荷濃度を有する。
【００１８】
このようなパッシベーション膜が形成されることで、パッシベーション膜界面へと移動してきた正のキャリア（正孔）は、反発し押し戻される。これにより、欠陥密度の高い界面でも正孔密度を低減できるため、キャリアの再結合を抑制することができる。その結果、得られた膜はキャリアのライフタイムが長い。従って、太陽電池素子を形成した場合、キャリアのライフタイムが長い優れた太陽電池素子となる。このように、本実施形態では、高周波電源１５及び低周波電源１６を備えることで、膜厚も膜質も良好な膜を形成することができるのである。
【００１９】
ここで、かかる高周波電源１５とシャワープレート１３との間には、高周波電源１５からの高周波信号を制御する高周波電源側制御部１７が介設されると共に、低周波電源１６とシャワープレート１３との間には、低周波電源１６からの低周波信号を制御する低周波電源側制御部１８が介設される。これらの高周波電源側制御部１７及び低周波電源側制御部１８（以下、まとめて制御部１７、１８という）は、同様の構成となっている。以下、制御部１７、１８について、図２を用いて説明する。
【００２０】
制御部１７、１８は、それぞれ、スイッチ部２０と、増幅器２１と、マッチングボックス２２と、検出器２３と、フィードバック制御部２４と、アークカット部２５とを備える。
【００２１】
スイッチ部２０は、後述するアークカット部２５から停止信号が入力された場合には、オフ状態となり、電源からの電力供給を停止する。停止信号が入力されていない場合には、オン状態となり、電源から電力を供給する。
【００２２】
増幅器２１は、設定された増幅動作の利得に基づいて、増幅器２１に入力された入力信号を増幅するものである。また、マッチングボックス２２は、マッチングボックス２２に入力された入力信号を所望のインピーダンスとなるように整合するものである。
【００２３】
検出器２３は、検出器２３に入力された入力信号の進行波成分及び反射波成分を検出する。そして、検出器２３は、入力信号の進行波成分の電力に応じた進行波検出信号をフィードバック制御部２４に入力する。また、検出器２３は、入力信号の反射波成分の電力に応じた反射波検出信号をアークカット部２５に入力する。
【００２４】
フィードバック制御部２４は、ＰＩ制御を行うものであり、入力された進行波検出信号が予め設定された目標値に追従するように、増幅器２１の増幅操作の利得を設定し、この設定した利得の値を示す設定信号を増幅器２１に入力する。これにより、進行波電力の制御を行っている。アークカット部２５は、検出器２３からの検出信号が閾値を越えたと判断した場合、即ちアーク放電（異常放電）が発生していると判断した場合には、所定時間、停止信号をスイッチ部２０に送出する。
【００２５】
高周波電源側制御部１７を例に挙げて制御部１７、１８の動作を説明する。高周波電源１５がオン状態となり、高周波信号が生成される。生成された高周波信号は、スイッチ部２０を介して増幅器２１に入力され、所定の利得で増幅されて増幅器２１から出力される。増幅器２１から出力された高周波信号は、マッチングボックス２２に入力されて所望のインピーダンスとなるように整合され、マッチングボックス２２から出力される。マッチングボックス２２から出力された高周波信号は、シャワープレート１３に印加される。シャワープレート１３に高周波信号が印加されると、真空チャンバ１１内においてプラズマが生成される。
【００２６】
他方で、検出器２３は、プラズマを生成する高周波信号の進行波成分及び反射波成分を検出し、進行波成分の電力に応じた進行波検出信号を生成し、フィードバック制御部２４に入力する。フィードバック制御部２４は、入力された検出信号に基づいて高周波信号が目標値になるように、増幅器２１の増幅操作の利得を設定し、この設定した利得の値を示す設定信号を増幅器２１に入力する。増幅器２１は、入力された設定信号に基づいて、増幅器２１の利得を変更する。これにより、増幅器２１に入力された高周波信号は、変更された利得に基づいて目標値に追従するように増幅される。このようにして、本実施形態ではフィードバック制御を行って、常に真空チャンバ１１内において所望のプラズマを生成することができるように構成している。
【００２７】
また、検出器２３は高周波信号の反射波成分の電力に応じた反射波検出信号を生成し、この反射波検出信号をアークカット部２５に入力している。真空チャンバ１１内でプラズマが生成された状態で、真空チャンバ１１内に設置された部品の例えば突起部においてチャージアップが始まり、反射波成分が増大すると、アークカット部２５に入力される反射波検出信号も増大する。そして、アークカット部２５は、検出器２３から入力された反射波検出信号が閾値を越えたと判断した場合には、アーク放電（異常放電）が発生していると判断し、所定時間、停止信号をスイッチ部２０に送出する。停止信号がスイッチ部２０に入力されるとスイッチ部２０がオフ状態となり、高周波電源１５からの高周波信号が遮断される。これにより、真空チャンバ１１内に形成された高周波信号によるプラズマが消失する。真空チャンバ１１内にアーク放電が発生した場合に電力を供給し続けるとシャワープレート１３がダメージを受けるという問題があるが、本実施形態では、アーク放電が発生すると電力供給を絶つので、シャワープレート１３のダメージを軽減することができる。
【００２８】
なお、低周波電源側制御部１８も、高周波電源側制御部１７と同様に構成されている。また、スイッチ部２０と、増幅器２１と、マッチングボックス２２と、検出器２３と、フィードバック制御部２４と、アークカット部２５とはそれぞれ各機能を実行することができるように構成されていれば、その構成は限定されるものではない。
【００２９】
ところで、高周波電源１５及び低周波電源１６から高周波信号及び低周波信号をそれぞれ制御部１７、１８を介してシャワープレート１３に印加し真空チャンバ１１内にそれぞれプラズマを生成すると、プラズマ毎にアーク放電が発生する。この場合に、一方のプラズマにおいてアーク放電が発生すると、アーク放電の発生したプラズマを生成する側の制御部１７、１８が電力供給をストップするが、電力供給がストップすることにより、真空チャンバ１１内のインピーダンスが変わってしまう。このインピーダンスの変化により、他方のプラズマを生成する電源に接続する制御部１７、１８がアーク放電が発生したと誤って判断し、誤作動して電力供給の停止を繰り返す結果、所望の膜厚及び膜質を得られない場合がある。以下、高周波電源１５側でアーク放電が発生した場合に生じる制御部１７、１８の誤作動を図３を用いて具体的に説明する。
【００３０】
図３は、各時間における、（１）検出器２３により検出された高周波電源１５の反射波成分の値、（２）高周波電源１５側でのアーク放電の発生の有無、（３）高周波電源側制御部１７のスイッチ部２０のオンオフ状態、（４）検出器２３により検出された低周波電源１６の反射波成分の値、（５）低周波電源１６側でのアーク放電の発生の有無、（６）低周波電源側制御部１８のスイッチ部２０のオンオフ状態を示す。
【００３１】
プラズマ生成中において、高周波電源１５側で例えばチャージアップにより真空チャンバ１１内のインピーダンスが変化すると、高周波信号側での反射波が増大する（ｔ＝ｔ１）。そして、反射波がそのまま増大し続け、アークカット部２５が、検出器２３から入力された反射波検出信号が閾値を越えたと判断する（ｔ＝ｔ２）。この時、高周波電源１５側でアーク放電が発生する。アークカット部２５は、反射波検出信号が閾値を越えたという判断により、停止信号をスイッチ部２０に送出する。これにより、所定時間スイッチ部２０がオフ状態となり、高周波電源１５からの電力供給が停止される。これにより、高周波電源１５によるプラズマが消失する。
【００３２】
このように高周波電源１５側でアーク放電の発生により電力供給が停止され、高周波電源１５によるプラズマが消失すると、真空チャンバ１１内のインピーダンスが所定値とは異なるものとなるので（両電源からのプラズマが生成されている場合の真空チャンバ１１内のインピーダンスが所定値である）、低周波電源１６側の反射波成分が増大し始める（ｔ＝ｔ３）。反射波成分が増大し続けて閾値を越えると（ｔ＝ｔ４）、アーク放電が発生していないにも関わらず、低周波電源側制御部１８のアークカット部２５がアーク放電が発生したと誤認識して所定時間、停止信号をスイッチ部２０に送出する。
【００３３】
このように低周波電源１６側でアーク放電の発生により電力供給が停止され、低周波電源１６によるプラズマが消失した場合に、高周波電源１５の電力供給が再開されると（ｔ＝ｔ５）、低周波電源１６の電力供給が停止されていることから、真空チャンバ１１内のインピーダンスが所定値とは異なるので、高周波信号で反射波が増大する。そして、反射波が増大し続けると（ｔ＝ｔ６）、アークカット部２５は、検出器２３から入力された反射波検出信号が閾値を越えたと判断するので、アーク放電が発生していないにも関わらず、停止信号をスイッチ部２０に送出する。これにより、高周波電源１５側のプラズマが消失する。そして、この状態で低周波電源１６側の電力供給が再開されると（ｔ＝ｔ７）、真空チャンバ１１内のインピーダンスが所定値とは異なることから、低周波電源１６側で反射波が増大し、低周波電源１６側で低周波電源１６の電源供給が停止される。
【００３４】
このように、一度アーク放電が発生すると、高周波電源側制御部１７と低周波電源側制御部１８とが交互にアーク放電が発生したと誤認識することにより、交互に電力供給をストップしてしまい、所望のプラズマ形成ができず、その結果、得られた膜の膜質が低下するという問題が生じる可能性がある。また、交互に電力共有をストップしていることから、成膜速度が低下するという問題がある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、制御部１７、１８は、一方のアークカット部２５から出力された停止信号が、他方のスイッチ部２０にも入力されるように、構成されている。即ち、高周波電源側制御部１７では、アークカット部２５から出力された停止信号がスイッチ部２０と、低周波電源側制御部１８のスイッチ部２０に入力されるように、また、低周波電源側制御部１８では、アークカット部２５から出力された停止信号がスイッチ部２０と、高周波電源側制御部１７のスイッチ部２０に入力されるように、各アークカット部２５が結合配線２６より各スイッチ部２０に接続されている。このように構成することで、どちらか一方の制御部１７、１８のアークカット部２５から停止信号が出力されると、スイッチ部２０に停止信号が入力されると同時に他方の制御部のスイッチ部２０にも停止信号が入力されるので、同時に電力供給をストップさせることで、交互に電力供給をストップしてしまうことがない。従って、本実施形態によれば、成膜速度が低下せず、かつ、得られた膜の膜質が低下しない。
【００３６】
即ち、本実施形態では、アーク放電発生時に図４に示すように電力供給がストップする。図４は、各時間における、（１）検出器２３により検出された高周波電源１５の反射波成分の値、（２）高周波電源１５側でのアーク放電の発生の有無、（３）高周波電源側制御部１７のスイッチ部２０のオンオフ状態、（４）検出器２３により検出された低周波電源１６の反射波成分の値、（５）低周波電源１６側でのアーク放電の発生の有無、（６）低周波電源側制御部１８のスイッチ部２０のオンオフ状態を示す。
【００３７】
プラズマ生成中において、高周波電源１５側で例えばチャージアップにより真空チャンバ１１内のインピーダンスが変化すると、高周波信号側での反射波が増大する（ｔ＝ｔ１）。そして、反射波がそのまま増大し続けると、アークカット部２５は、検出器２３から入力された反射波検出信号が閾値を越えたと判断すると、停止信号をスイッチ部２０に送出する。これにより、所定時間スイッチ部２０がオフ状態となり、高周波電源１５からの電力供給が停止される。これにより、高周波電源１５によるプラズマが消失する。
【００３８】
この場合に、低周波電源１６側では、アーク放電が発生しておらず、また、反射波が発生したとしても閾値に達していない場合であっても、高周波電源側制御部１７から停止信号がスイッチ部２０に入力される（ｔ＝ｔ２）。これにより、低周波電源側制御部１８でも電源供給が停止されてプラズマが消失する。このように同時にプラズマが消失する場合には、アーク放電と同じ回数だけプラズマが消失しているので、その消失している時間は短い。従って、本実施形態によれば、成膜速度も早く、所望の膜厚の膜を得ることができる。
【００３９】
このように、本実施形態においては、アークカット部２５を設けることで、アーク放電発生時におけるシャワープレート１３のダメージを軽減することができる。かつ、各アークカット部２５が各スイッチ部２０に接続するように構成されていることで、アークカット部２５の誤認識による交互にプラズマ形成が停止され続けることによる膜質の低下や成膜速度の低下を抑制することができる。
【００４０】
成膜装置１を用いた成膜方法について説明する。はじめに、真空チャンバ１１内の載置部１２に基板Ｓを載置する。次いで真空チャンバ１１内を所望の真空状態とする。そして、ガス導入手段１４から成膜ガスを導入すると共に、高周波電源１５及び低周波電源１６から電力供給を開始して、プラズマを発生させ、基板Ｓに対して膜を形成する。本実施形態においては、高周波電源１５及び低周波電源１６から電圧を印加しながらパッシベーション膜の成膜を行うことで、膜質のよい膜を短いタクトタイムで形成することができる。
【００４１】
成膜ガスとしては、例えば、パッシベーション膜としてシリコン窒化膜を形成する場合には、Ｓｉ含有ガスとしてＳｉＨ４を導入すると共に、Ｎ含有ガスとしてＮＨ３及びＮ２から選ばれた１以上のガスを導入する。シリコン酸化膜を形成する場合には、Ｓｉ含有ガスとしてＳｉＨ４を導入すると共に、Ｏ（酸素）含有ガスとして、ＣＯ２、Ｎ２Ｏ及びＯ２から選ばれた１以上のガスを導入する。また、シリコン酸化窒化膜を形成する場合には、Ｓｉ含有ガスとしてＳｉＨ４を導入すると共に、Ｎ含有ガスとしてＮ含有ガスとしてＮＨ３及びＮ２から選ばれた１以上のガスを、Ｏ含有ガスとして、ＣＯ２、Ｎ２Ｏ及びＯ２から選ばれた１以上のガスを導入する。さらにまた、成膜ガスにはキャリアガスとして、不活性ガス、例えばＡｒガスを導入してもよい。例えば、ＳｉＮ膜をパッシベーション膜として形成する場合には、各ガスの流量は、ＳｉＨ４が、１５００〜１６００ｓｃｃｍ、ＮＨ３が、３０００〜６０００ｓｃｃｍ、Ｎ２が、４０００〜７０００ｓｃｃｍである。
【００４２】
高周波電源１５としては、１３．５６〜２７．１２ＭＨｚの高周波数の電圧を印加することができればよく、低周波電源１６としては、２０〜４００ｋＨｚの低周波数の電圧を印加することができればよい。また、高周波電源１５の投入電力は、１０００〜３５００Ｗである。低周波電源１６の投入電力は３００〜２０００Ｗである。
【００４３】
このような条件でプラズマＣＶＤ方により成膜する場合に、本実施形態においては、結合配線２６により、一方のアークカット部２５から出力された停止信号が、他方のスイッチ部２０にも入力されるように、構成されている。このように構成されていることで、どちらか一方の制御部１７、１８のアークカット部２５から停止信号が出力されると、スイッチ部２０に停止信号が入力されると同時に他方の制御部のスイッチ部２０にも停止信号が入力されるので、同時に電力供給をストップすることができ、交互に電力供給をストップしてしまうことがない。従って、本実施形態によれば、成膜速度が低下せず、かつ、得られた膜の膜質が低下しない。
【００４４】
以下、実施例により詳細に本発明を説明する。
（実施例１〜５）
本実施例では、成膜装置１を用いてＳｉＮ膜を形成した。実施例１では、成膜装置１に基板Ｓ（シリコン基板）を搬入し、基板温度：３５０℃、圧力：１９０Ｐａ、ＳｉＨ４流量：１５００ｓｃｃｍ、ＮＨ３流量：５０００ｓｃｃｍ、Ｎ２流量：６０００ｓｃｃｍ、Ｅ／Ｓ：２３ｍｍ、高周波電源１５の周波数：１３．５６ＭＨｚ、高周波電源１５の投入電力：３５００ＭＨｚ、低周波電源１６の周波数：２５０ｋＨｚ、低周波電源１６の投入電力：２０００ＭＨｚ、成膜時間：２０秒としてシリコン窒化膜を形成した。また、実施例２〜５として、表１に示す条件で実施例１と同様にシリコン窒化膜を形成した。
（比較例１〜５）
比較例１〜５として、一方の制御部のアークカット部２５からの停止信号が他方の制御部のスイッチ部２０に入力されない、即ち結合配線がない成膜装置を用いた以外は、それぞれ対応する実施例１〜５と同一の条件で同様に成膜を行った。
【００４５】
実施例１〜５及び比較例１〜５おいて、スイッチ部２０のオフ回数を測定すると共に、得られたＳｉＮ膜の膜厚をエリプソメータ(アルバック社製、ESM-3000AT）により測定した。結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
実施例１〜５では、比較例１〜５の場合に比べて、結合配線２６によりアーク放電の誤認識が抑制されていることからスイッチ部２０のオフ回数は減少した。これに伴い、実施例１〜５においては、比較例１〜５の場合に比べて膜厚が上昇した。例えば、比較例１の場合においては、高周波電源１５側のオフ回数が３００回であり、低周波電源１６側のオフ回数が２９５回であり、誤認識が多かった。これに対し、実施例１では、高周波電源１５側のオフ回数が５４回であり、低周波電源１６側のオフ回数が５３回であり、オフ回数が約１／６に減少した。また、膜厚は、実施例１の場合は６０５Åであり、比較例１の場合は５２７Åであり、膜厚が約１０％以上上昇した。なお、高周波電源１５側のオフ回数と低周波電源１６側のオフ回数とが一致しない場合があるのは、停止信号の送受信にタイムラグが発生する場合もあるからである。
【００４８】
実施例１〜５により、本実施形態の成膜装置１においては、アーク放電発生の誤認識が抑制されていることが分かった。また、これにより、誤認識による不要な電力供給の停止が生じないので、所望の膜厚を得ることができることが分かった。
【００４９】
上述した実施形態においては、一つの結合配線２６により停止信号が高周波電源側制御部１７にも低周波電源側制御部１８にも入力されるように構成したが、これに限定されない。例えば、別の結合配線を設けてもよい。また、スイッチ部２０は、スイッチとして機能するものであれば、限定されない。例えば、ＮＡＮＤ回路を用いてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では実施例としてＳｉＮ膜の形成を行ったが、プラズマＣＶＤ装置としてはこの用途に限定されるものではない。例えば、有機ＥＬ素子のバリア膜の形成に用いてもよい。
【００５１】
上述した実施形態においては、高周波電源１５及び低周波電源１６をそれぞれ一つずつシャワープレート１３に設けたが、これに限定されない。高周波電源１５及び低周波電源１６は少なくとも一つ設けてあればよく、例えば高周波電源１５を二つ、低周波電源１６を一つ設けてもよい。また、載置部１２とシャワープレート１３とにそれぞれ一つずつ設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、膜質よく、かつ十分な成膜スピードで成膜することができるので、例えば太陽電池素子の製造分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１     成膜装置
１１   真空チャンバ
１２   載置部
１３   シャワープレート
１４   ガス導入手段
１５   高周波電源
１６   低周波電源
１７   高周波電源側制御部
１８   低周波電源側制御部
２０   スイッチ部
２６   結合配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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